Номер 8, страница 40, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 8. Оптика. Параграф 46. Линзы - номер 8, страница 40.

Условие.

8. На рис. 39 показаны сечения нескольких сферических линз, находящихся в однородной прозрачной среде. Под каждым из них указан относительный показатель преломления материала линзы.

Линза 1: $n > 1$

Линза 2: $n < 1$

Линза 3: $n > 1$

Линза 4: $n < 1$

Какие линзы являются собирающими?

1) только линза 4

2) линзы 1 и 3

3) линзы 2 и 4

4) линзы 3 и 4

Отметьте знаком «X» правильный вариант ответа.

1) [ ]

2) [ ]

3) [ ]

4) [ ]

Рис. 39

Решение.

Решение

Линза является собирающей, если её оптическая сила $D$ положительна ($D > 0$). Оптическая сила тонкой линзы вычисляется по формуле:

$D = (n - 1) \left( \frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2} \right)$

где $n$ — относительный показатель преломления материала линзы по отношению к среде, а $R_1$ и $R_2$ — радиусы кривизны её поверхностей. Знак оптической силы $D$ зависит от знака двух сомножителей: $(n-1)$ и $\left(\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2}\right)$, который определяется формой линзы.

Линза будет собирающей в двух случаях:

1. Линза имеет выпуклую форму (в середине толще, чем у краев), и её материал оптически плотнее окружающей среды ($n > 1$). В этом случае оба множителя в формуле положительны, и их произведение положительно.

2. Линза имеет вогнутую форму (в середине тоньше, чем у краев), и её материал оптически менее плотный, чем окружающая среда ($n < 1$). В этом случае оба множителя в формуле отрицательны, а их произведение положительно.

Проанализируем каждую из представленных линз:

Линза 1: Двояковогнутая (в середине тоньше, чем у краев), а относительный показатель преломления $n > 1$. Эта комбинация соответствует рассеивающей линзе.

Линза 2: Плоско-выпуклая (в середине толще, чем у краев), а относительный показатель преломления $n < 1$. Эта комбинация соответствует рассеивающей линзе.

Линза 3: Двояковыпуклая (в середине толще, чем у краев), а относительный показатель преломления $n > 1$. Эта комбинация соответствует собирающей линзе.

Линза 4: Плоско-вогнутая (в середине тоньше, чем у краев), а относительный показатель преломления $n < 1$. Эта комбинация соответствует собирающей линзе.

Следовательно, собирающими линзами являются линзы 3 и 4.

Ответ: Собирающими являются линзы 3 и 4. Это соответствует варианту ответа под номером 4). В квадрате под номером 4) нужно поставить знак «X».